吊扇和燈的遙控系統的製作方法

2023-10-28 17:37:37 2

專利名稱：吊扇和燈的遙控系統的製作方法
吊扇一般安裝在房間的頂上以循環房間中的空氣。許多吊扇附帶有燈以給房間照明。吊扇一般通過牆壁上裝的通/斷開關連接到120伏的家用電源。該通/斷開關提供操作吊扇和燈的裝置。操作吊扇的另一普通裝置是通過裝在吊扇上的開關。這些開關通常是連鎖操作的，可接通並關斷吊扇和燈，還可進一步控制吊扇的速度和方向以及燈的照明度。此外，可經由壁裝開關和現有技術中已知的其它切換裝置操作吊扇。
除開關外，可利用射頻(RF)控制系統遙控操作吊扇。例如，授予Edward F.Hart和William B.Mc Donough的美國專利第5,041,825號公開了操作吊扇的RF遙控系統的運用。該遙控系統包含遙控和裝在吊扇中的接收器。在現有技術中，RF遙控系統可操作吊扇及其燈的多個方面。例如，遙控器可以(1)接通和關斷吊扇並控制扇的轉速；(2)接通和關斷吊扇燈並控制燈的照明度；(3)反轉吊扇的旋轉方向；以及(4)啟動其它的扇和燈的功能。在現有技術中，若操作一吊扇需要多個遙控器，則提供一樣的遙控器。參見例如美國專利第5,041,825號圖2和第三列25-35行。然而，在某些應用中，可能希望具有兩個各具備不同控制特徵的遙控器。例如，對於裝在臥室中的吊扇和燈來說就可能需要具有不同控制特徵的兩個遙控器。在這種應用中，一個遙控器可壁裝在吊扇的通/斷開關附近，另一遙控器可放置在床附近。當某人進入臥室時，她可按下壁裝遙控器的燈按鈕，以打開在遙控系統存儲器中所存儲的以前照明度上的吊扇燈。然後她可通過按下並固定燈按鈕進一步調節照明度。一旦出臥室，她可再按下壁裝置控制器的燈鈕關掉燈。當前燈設置可存在系統存儲器中供以後用。除壁裝控制器外，她還可用床邊控制器操作吊扇和燈。例如，當她在夜間醒來時，她可通過按下床邊控制器上鈕打開弔扇燈。該燈打開在最低(或任何預置)亮度以避免損傷她的眼睛。然後她可通過按在並固定燈按鈕調節照明度。當她不再需要燈時，可再次按一下燈按關掉燈。然而，該燈設定不存入系統存儲器。上述情形表明了需要帶兩個具備操作吊扇燈的不同控制特徵的遙控器的控制系統的一種情況。還存在需要具備不同控制特徵的多個控制器的其它情況。因此，已產生一種需要提供具有兩個各具備操作吊扇及其燈的不同控制特性的遙控系統。
本發明的一個目的是提供各具有不同控制功能用於操作吊扇和燈的兩個遙控器。
本發明的另一目的是提供一種無需使用遙控器操作吊扇燈的裝置。
本發明還有一個目的是用帶內部存儲器的可編程微處理器控制吊扇和燈的操作。
按照本發明，提供一種用於操作吊扇及其燈的RF遙控系統。該遙控系統包含一個接收機和兩個遙控器。接收機電連接到120伏的家用電源。該電源經由通/斷開關連接到接收機，該通/斷開關最好安裝在吊扇所在房間的牆壁上。該接收機還電連接到吊扇和燈，以提供電源給吊扇及其燈並控制它們。接收器可安裝在吊扇的馬達殼、開關罩或頂蓋組件中。接收器具有從兩個遙控器接收RF傳輸的控制信號的裝置。接收器利用帶存儲器的可編程微處理器操作吊扇和燈。
遙控器具有操作吊扇和燈的按鈕。每個遙控器最好具有接通/關斷並調節吊扇旋轉速度的風扇按鈕和接通/關斷並調節燈亮度的燈按鈕。此外，遙控器可包括諸如延時風扇速度、自動反轉和延遲熄燈一類的附加控制功能。遙控器用RF傳輸發送控制信號到接收器。在一最佳實施例中，通過按一次風扇或燈按鈕，遙控器將發送控制信號給接收器以分別打開和關掉風扇或燈。通過按下並定住風扇或燈的按鈕，控制器發送控制信號給接收器分別控制吊扇的速度和燈的照度級。但是，在一最佳實施例中，兩個遙控器在它們控制吊扇燈的操作上是不同的。通過使用微處理器及其用於存儲以前燈設置的相關存儲器，本遙控系統允許兩個遙控器以不同方式操作吊扇燈。尤其，通過按下帶一遙控器的燈按鈕，燈亮在存儲在接收器的存儲器中的以前燈設定上。另一方面，通過按下第二遙控器的燈按鈕，燈亮在最低(或預置)照度級。當再次按下燈按鈕時，第一遙控器操作關閉且將照度級存儲在微處理器的存儲器中，第二控制器也操作燈關閉，但燈設置不存在微處理器的存儲器中。在最佳實施例中，對兩個遙控器而言吊扇的操作順序是一樣的。
兩遙控器可從它們射頻(RF)範圍內的任何位置進行操作。最好是遙控器的RF範圍寬到足夠以覆蓋吊扇所在的典型房間。可將第一遙控器安裝在靠近吊扇通/斷開關的房間牆壁上，第二遙控器可便攜地位於房間的佔用者附近。在一最佳實施例中，吊扇安裝在臥室中；第一遙控器裝在靠近吊扇通/斷開關的壁上，為便於佔有者臥床時使用，第二遙控器放在其床邊。
此時，接收器包括電源中斷特性，該特性允許人們不用遙控器即可打開弔扇燈。通過在5秒內輕擊通/斷開關使其通斷兩次(因此中斷供給接收器的電源)，如果(1)在電源中斷步驟之前事先關燈超過一分鐘，以及(2)在電源中斷次序之前電源已供給接收器超過一分鐘，吊扇燈將打開。該特性為用戶提供在遙控器不合用時開燈的方法。


圖1是吊扇及其燈的側視圖。
圖2是按照本發明最佳實施例連接到圖1所示吊扇和燈的遙控系統的方框圖。
圖3是說明控制按鈕的兩個遙控器的前視圖。
圖3a是圖3所示遙控器主要部件的方框圖。
圖4是圖2所示遙控系統接收器的原理圖。
圖5a是圖4所示接收器實施的控制控制次序的流程圖。
圖5b是圖4所示接收器中所用電源中斷程序的流程圖。
圖1示出現有技術吊扇組件2，包含房頂固定架4或頂蓋，電動馬達6，多個扇葉8以及燈固定件10。該吊扇2一般安裝在房間(未示出)的天花板14上。圖2示出了按照本發明最佳實施例的用於操作吊扇組件2和遙控系統20。遙控系統20包括第一遙控器21，操作吊扇方式不同於第一遙控器21的第二連接器22，以及接收器24。遙控器21、22用射頻(RF)傳輸發送控制信號到接收器24。接收器24經由通/斷開關26電連接到120伏的家用電源28。接收器24還電連接到吊扇組件2。接收器24從遙控器21、22接收控制信號，並通過調節供給吊扇馬達6和燈10的供電量操作吊扇組件2。
圖3示出了按照本發明最佳實施例的兩個遙控器21、22的形狀和外表。第一遙控器21可從壁上安裝；第二遙控器22與第一控制器21比較實際上大些，可手持和用作床邊控制器。在其它實施例中，遙控器21、22的形狀、外表和物理位置可根據具體需要改變。第一和第二遙控器21、22具有多個控制按鈕，分別包括燈按鈕30、130，風扇按鈕32、132，以及反轉風扇方向按鈕34、134。遙控器21、22還可包括選擇功能按鈕36、136，37、137，38、138，以控制如下功能象時間延遲的風扇關斷、自動反轉以及延時的燈熄滅，如下列表1中所討論的。這些和其它可選功能按鈕可根據需要的控制功能和特徵增加或從一個或兩個遙控器21，22上去除。
儘管遙控器21、22可具有類似的控制按鈕，遙控器21、22以不同方式控制吊扇組件2。特別地，在一最佳實施例中，遙控器21、22以不同方式操作吊扇燈10，如下列表1所說明表1
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注意在如表1所述的最佳實施例中，遙控器21，22以相同方式操作吊扇馬達6。然而在其它實施例中，遙控器21、22可以不同方式操作吊扇馬達6和其它功能。
圖3a是第一和第二遙控器21、22主要電子器件的方框圖，包括電池40，多個控制按鈕42，編碼器44，射頻振蕩器46，以及一組變光開關48。遙控器21、22由電池40供電，最好是9伏標準尺寸電池。變光開關48允許選擇唯一的數字模式，通常將之稱之為「室內碼」，用於對各遙控器21、22的控制信號進行編碼。在該最佳實施例中，變光開關組48包含4個單獨的變光開關。每一變光開關具有兩個位置1和0(對應於「開」或「關」設置)。對於四個變光開關來說，可設置16個不同的室內碼。為適當操作遙控系統20，兩個遙控器21、22中的變光開關48以及接收器24中的變光開關54(未示出；見圖4)必須設置得相同，即設置為相同室內碼。而且，如果多個用同一射頻頻率的遙控系統在互相的射頻範圍內操作，每一系統必須用唯一的室內碼以避免相互幹擾。通過設置唯一的室內碼，每一遙控系統使用不同組的編碼信號通迅，因此確保僅該系統的接收器20將響應符合遙控器21、22中設定的室內碼的那些控制信號。
在操作過程中，當用戶按下控制按鈕時，一個10位長的數字代碼包含(1)系統20的室內碼，(2)遙控器識別碼，以及相應於按壓的控制按鈕的控制碼，用射頻傳輸的編碼器44對其進行數字編碼。最好是，在10位數字碼內，室內碼佔據位置0到3位，遙控器識別碼利用第四位的位置來代表第一或第二遙控器，而控制功能佔用第5至第9位的位置，其中每一控制功能具有唯一的位址。編碼後的控制信號輸入到作射頻傳輸的振蕩器48。射頻振蕩器48最好產生310MHz的載頻。已編碼的控制信號疊加在載波信號上傳輸到接收器24。
圖4是按照本發明最佳實施例的接收器24的原理圖。接收器24利用微處理器50控制吊扇6和燈10。微處理器50具有內裝信號解碼器，用來對來自遙控器21、22的射頻信號解碼。微處理器50連接到下列部件低壓電源Vcc；經由通/斷壁開關26連接到120伏的家用電源的電源52的輸出和至吊扇6及燈10的電源；一組用於選擇室內碼的變光開關54；連接到用於接收來自遙控器21、22的射頻傳輸控制信號的天線57和射頻接收器56；信號至由接收器24從遙控器21、22接收的控制信號的用戶的蜂鳴器58；為微處理器50提供時序信號的石英鐘電路60；以及電源中斷檢測電路62，該電路連接到電源52的輸出端。用於對電源52檢測供電中斷。
微處理器50通過下列電路控制吊扇6和燈10通過用例如三端雙向可控矽元件和電容器(未示出)調節供給吊扇馬達6的供電量來控制吊扇2的速度的扇速控制電路64；通過利用翻轉繼電器改變吊扇馬達6馬達繞組極性來控制風扇旋轉方向的風扇方向控制電路66；以及通過利用例如三端雙向可控矽元件驅動器(未示出)改變供給燈10的供電量控制吊扇燈10的照度級的燈照度級控制電路68。扇速控制電路64和燈照度級控制電路68從微處理器50接收數控信號，並將該數位訊號轉換為它們的等效模擬電壓。模擬電壓電平決定吊扇6的旋轉速度和燈10的照度級。
圖5a是表示按照本發明最佳實施例的接收器24中微處理器50的操作的流程圖。微處理器50是由軟體驅動的，其時序由石英鐘60(圖4中示出)調整。一般，微處理器50控制風扇6和燈10的操作並不斷監視來自遙控器20、21的輸入射頻信號。參見圖5a，當首先由120伏線路供給接收器24電源時，微處理器50通過初始化步驟74，其中微處理器50使其內部寄存器初始化並通過讀取變光開關54(圖4中示出)的設定為系統20設置室內碼。一旦確定了室內碼，微處理器50僅響應對於該室內碼的輸入控制信號。其次，微處理器50通過將其中央存儲器、一般為為RAM清零，裝入中斷條件和特徵，並執行微處理器50的永久存儲器、一般為ROM中的供電中斷程序而執行供電中斷程序78。供電中斷程序78允許用戶在下列條件滿足時參見2，第一，通/斷壁開關26必須在5秒內輕擊兩次以中斷給接收器24的電源；第二，電源已供給接收器24超過一分鐘；以及第三，在電源中斷前燈10頂先關閉超過一分鐘，無需使用遙控器21、22即可操作吊扇6和燈10。這些條件防止由於電源線上重負載，例如，當空調機壓縮機起動時電源伴隨或突然電壓下降帶來的隨機瞬時中斷引起燈10不必要的觸發。沒有這些條件而且如果設計接收器24通過簡單電源中斷打開燈10，則無論何時存在電壓突降或電源中斷接收器24都會打並燈10。
下列實施例說明這些條件如何用於一般實際情況。假定電源提供給接收器24，燈10已熄數小時。突然，由於雷電出現電源供電中斷。第一次中斷發生在午夜；第二次中斷發生在午夜後20秒；第三次中斷發生在午夜後22秒，第四次中斷發生在午夜後50秒。當午夜發生第一次中斷時，燈10不會亮，因為第一條件不滿足，即5秒內僅存在一次中斷。當在午夜後20和22秒發生下兩次中斷時，滿足條件一，因為它們是發生在5秒間隔內，但燈10仍是熄滅的，因為條件二要求在供電中斷之前電源供給接收器超過一分鐘。然而，在該實施例中，電源中斷於午夜，這早發生了20秒；因此，燈10不亮，雖然兩次供電中斷出現在5秒內。另一方面，在通常情況下，電源供給接收器2 4超過一分鐘，燈10也已熄燈超過一分鐘，當某人進入房間並輕擊開關26兩次時，燈10將打開，因為在開關26中斷供電之前燈10關閉超過了一分鐘，且電源已供給接收器超過一分鐘。儘管應用這些條件不會消除所有誤觸發，但消除大多數普通事故。
參見圖5b，該圖說明供電中斷程序78內的邏輯流程，在步驟100中微處理器50判定電源是否已供給接收器24超過一分鐘。若否，微處理器50等待，直到電源已供應超過一分鐘。其次，微處理器50進到步驟102，判定吊扇燈10是否已關超過一分鐘。若否，微處理器50返回步驟100。若燈10打開超過一分鐘，在步驟104微處理器50判定這是否第一次供電中斷。若否，微處理器50返回步驟100並重複。如果這是前5秒內的第一次中斷，微處理器進行步驟106並存儲燈10的存儲器設定，這是該次供電中斷之前燈10的設定，同時等待第二次供電中斷。在步驟108，如果5秒鐘內發生第二次供電中斷，微處理器50進行步驟110並打開弔扇燈10到滿照度級。在步驟112，若壁開關26瞬時關斷並在少於5秒時間內再接通，則微處理器50忽略該次供電中斷並使燈10維持亮著。該特徵是特別重要的。因為如果燈10是亮的並存在突然供電中斷，燈10將不關熄並保持在其當前設定。但是，如果電源關斷超過5秒，則微處理器50重複供電中斷程序78。供電中斷程序所用的預定時間間隔代表本發明的一個實施例。根據特定區域的供電中斷模式可使用不同的時間間隔。
在執行供電中斷程序78之後，微處理器50著手處理輸入控制信號。參見圖5a，微處理器50通過以循環方式重複執行來處理控制信號。在步驟80，微處理器50判定是否設定燈的延時熄滅模式。若肯定，在步驟82，微處理器50在設定定時器停止時通過關滅燈10執行燈的延時熄滅功能。若未設置燈延時熄滅模式，微處理器50進行步驟84判定是否設定風扇延遲速度模式。若設定該模式，在步驟86，微處理器50以所選次數改變風扇旋轉速度。接著，在步驟88，微處理器50等待遙控器21、22的控制信號，如果存在控制信號，在步驟90，微處理器50判定該控制信號是否有效控制命令，以及室內碼是否正確。如果不是有效的，微處理器50返回步驟80並重複。如果有效，微處理器50處理該控制信號以決定是執行風扇操作還是執行燈操作。在步驟92，為判定遙控器21、22中哪個發送的該控制信號，微處理器50檢查控制信號的控制器識別碼。根據遙控器21、22和所收到控制信號的類型，在步驟94，微處理器50通過將控制代碼與微處理器50中的查找表相比較選擇適當動作。在執行完所需功能之後，在步驟96，微處理器50等半秒鐘然後再次循環到步驟80。
已結合最佳實施例詳細描述了本發明。然而，該實施例只是一個實例，本發明不限制於此。本領域技術人員會理解在所附權利要求書限定的本發明範圍內可容易地作出其它變型和變更。
權利要求
1.一種用於操作具有吊扇馬達和燈的吊扇組件的遙控系統，所述系統包含電連接到吊扇馬達和燈的射頻接收器；具有第一組控制按鈕的第一遙控器，當按下所述第一組控制按鈕時啟動用於設定施加於吊扇馬達或燈的供電量的第一組控制信號中相應一個控制信號，所述第一遙控器具有發送第一組控制信號到所述接收器的射頻傳輸裝置；具有第二組控制按鈕的第二遙控器，當按下所述第二組控制按鈕時啟動用於設定施加於吊扇馬達或燈的供電量的第二組控制信號中相應一個控制信號，所述第二遙控器具有發送第二控制信號到所述接收器的射頻傳輸裝置；以及其特徵在於所述射頻接收器響應第一和第二組控制信號操作吊扇和燈。
2.如權利要求1所述的遙控系統，其特徵在於接收器經通/斷開關連接到家用電源，該接收器具有用於檢測對接收的供電中斷的供電中斷檢測裝置以及無需用第一或第二遙控器即可操作吊扇燈的供電中斷程序。
3.如權利要求2所述的遙控系統，其特徵在於當(1)在第一預定時間周期內輕擊通/斷開關兩次以中斷供電給接收器時，(2)在供電中斷之前至少第二預定時間周期內吊扇燈關閉時，以及(3)在供電中斷之前電源供給接收器超過第三預定時間周期時，供電中斷程序將打開弔扇燈。
4.如權利要求3所述的遙控系統，其特徵在於第一預定時間周期是5秒，第二預定時間周期是1分鐘，第三預定時間周期也是1分鐘。
5.如權利要求1所述的遙控系統，其特徵在於射頻接收器包括用於存儲吊扇和燈的以前供電量設定的存儲裝置。
6.一種用於操作具有吊扇馬達和燈的吊扇組件的遙控系統，所述系統包含電連接到(1)通過通/斷開關的家用電源以及(2)吊扇馬達和燈的接收器，所述接收器具有射頻接收裝置，用於設定應用於吊扇馬達和燈的多個供電量的可編程微處理器，存儲加到吊扇馬達和燈的以前供電量設置的可編程微處理器中的存儲器，以及供電中斷檢測電路具有(1)當按下時啟動用於為吊扇馬達設置多個供電量的第一控制信號的風扇馬達控制按鈕以及(2)當按下時啟動用於為燈設置多個供電量的第二控制信號的燈控制按鈕的第一遙控器，所述第一遙控器具有將第一和第二控制信號發送給所述接收器的射頻傳輸裝置；具有(1)當被按下時啟動用於為吊扇馬達設置多個供電量的第三控制信號的風扇馬達控制按鈕以及(2)當被按下時啟動用於為燈設置多個供電量的第四控制信號的燈控制按鈕的第二遙控器，所述第二遙控器具有將第三和第四控制信號發送到所述接收器的射頻傳輸裝置；其特徵在於接收器響應第一、第二、第三和第四控制信號操作風扇和燈。
7.如權利要求6所述的遙控系統，其特徵在於微處理具有在以下情況下打開弔扇燈的供電中斷程序，所述情況是(1)當在第一預定時間周期內輕擊通/斷開關兩次中斷供電給接收器以產生第一次和第二供電中斷時，(2)當在第一次供電中斷之前已關閉吊扇燈達至少第二預定時間周期時，以及(3)在第一次供電中斷之前已供電給接收器超過第三預定時間周期時。
8.如權利要求7所述的遙控系統，其特徵在於第一預定時間周期是5秒，第二預定時間周期是1分鐘，第三預定時間周期也是1分鐘。
9.吊扇和燈的遙控系統中接收器不用遙控器打開弔扇燈的方法，包含步驟檢測對接收器的供電中斷；檢測第一次供電中斷之前吊扇燈關閉的第一時間間隔；檢測第一次供電中斷之前供給接收器電源的第二時間間隔；以及如果(1)在第一預定時間周期內發生兩次供電中斷，(2)第一時間間隔大於第二預定時間間隔，以及(3)第二時間間隔大於第三預定時間間隔。
10.如權利要求9所述的方法，其特徵在於第一預定時間間隔是5秒鐘，第二預定時間間隔是1分鐘，以及第三預定時間間隔是1分鐘。
全文摘要
用於操作吊扇及其燈的射頻遙控系統。遙控系統包含一接收器和兩個各具有不同操作特徵的遙控器。遙控器利用射頻(RF)傳輸發送控制信號給接收器。接收器用微處理器處理來自遙控器的控制信號並操作吊扇及其燈。接收器還包括供電中斷特徵，該特徵使得無需用遙控器即可操作吊扇燈。
文檔編號H05B37/02GK1126933SQ95108390
公開日1996年7月17日 申請日期1995年7月12日 優先權日1994年7月12日
發明者V·梅塔, R·E·比斯利 申請人:亨特風扇公司